專利名稱：減少汽車空壓機隨氣排油量的結構及方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車空氣壓縮機的零部件。
背景技術：
目前，國內外用于汽車的空氣壓縮機(以下簡稱空壓機)的老大難問題就是空壓機使用 一段時間后，即汽車約行使3 5萬公里后，空壓機曲軸箱內通過活塞竄入氣缸工作腔的潤滑 油的隨氣排油量(簡稱竄油量)顯著增加。根據空氣壓縮機工作原理，活塞和活塞環在氣缸 中的往復摩擦運動，需要一定量的潤滑油穿過活塞和活塞環分布在氣缸壁面上實施潤滑作用， 但這些油液會隨著壓縮氣體排出，既造成潤滑油的浪費和環境的污染，還容易引起空壓機排 氣闊等零件積炭、導致空壓機零部件的損壞。空壓機和汽車的制造商希望在滿足氣缸潤滑的 條件下，將竄油量降到最少限度。解決各種汽車空壓機的竄油問題成了國內外汽車空壓機產 品發展的重大技術障礙。目前，國外汽車空壓機新制產品的竄油量一般在0.04 0.02g/m3， 國內汽車空壓機新制產品的竄油量一般在0.08 0.02g/m3， 0.08 g/m3為合格品，0.02 g/m3 為優等品。
如中國專利文獻刊載的公開號CN1013340211A，發明名稱"汽車空壓機缸體"，該件發明 涉及一種汽車空壓機鋁缸體。其特征是鋁缸體內孔表面設有成份為Ni和粒度為40 60nm的 SiC復合納米材料層。因而具有空壓機不竄氣不竄油，耐磨、耐蝕、抗高溫氧化性能好，壽 命長的優點。對此件在案的專利，本申請不加之評述。
發明內容
本發明的目的是向本領域提供一種減少汽車空壓機隨氣排油量的結構及方法，使其竄油 量降到最少限度，提高空壓機零部件的使用壽命。本發明的目的是通過如下技術方案實現。
一種減少汽車空壓機隨氣排油量的結構，它是通過多年的技術研究和工程實踐，摸索出 了一套減少汽車空壓機竄油量的方案，即通過對空壓機氣缸、活塞環和活塞等零部件結構進 行改進，將有效減少竄油量。
傳統的汽車用空壓機在氣缸上端部，缸壁較薄，很容易變形，空壓機工作時，缸體與活 塞和活塞環在一些部位產生較大間隙，從而引起竄油。改進后氣缸結構如圖1 3所示，本 發明為了改變這一缺陷，將氣缸上端部處壁厚增大，使缸體不易變形。這種結構有效的減少 氣缸的竄油。對氣缸結構的改進還包括上部螺紋孔加長；螺紋孔口加沉孔。缸體材料從一般的灰鑄鐵改為硼合金鑄鐵，提高缸孔的耐磨性。
一種減少汽車空壓機隨氣排油量的結構，該結構包括空壓機氣缸、活塞環和活塞的改進，其 要點在于
氣缸上端部的高度為18 25 mm，壁厚為20~30 mm，氣缸壁最薄處為6 8 mm;氣缸上 部的螺紋孔深度16 30 ram;沉孔的深度5 25隱；
活塞環的錐面，錐面(5)的傾斜度H/B為0.012 0.017。
一種減少汽車空壓機隨氣排油量的方法，該方法包括空壓機氣缸、活塞環和活塞的改進 以及活塞環、活塞裝入缸體的工藝流程的裝配步驟；其要點是所述的活塞的裙部構成裙部橢 圓，活塞設有裙部槽、泄油孔，獲得良好的刮油效果。避免活塞與氣缸在整個圓周上產生不 均勻的間隙，實現均勻的小間隙；活塞裙部槽，增加裙部的彈性；有效減少竄油量。活塞環 在缸體中第一道氣環和油環的在缸體中的閉口隙控制在0.08 0. 15 mm;活塞與缸體的配缸 間隙為0. 02 0. 06mm;活塞裙部橢圓半徑，橢圓的高度H = 35~36. 5 mm，橢圓度為0.4; H =5 mm，橢圓度為0.25;活塞裙部橢圓高度與橢圓度呈光滑連線加工成型。
所述的活塞裙部橢圓高度與橢圓度是按高度H35 5 mm與變橢圓在0. 25 0. 40±0. 01設 定，且活塞裙部是錐度高度為H35 mm錐度小頭(活塞裙部上端)直徑90 mm—O. 16，高度 為H5 mm活塞大頭(活塞裙部下端)直徑90 mm—0. 06，見圖5、 6 (a)、 6 (b)。
缸體、活塞、活塞環在加工中有一定公差。為使活塞與缸體的配缸間隙在0.02 0.06 mm 之間，活塞與缸體采用分組裝配；即分兩組， 一是活塞中間公差以上與缸體中間公差以上裝 配；二是活塞中間公差以下與缸中間公差以下裝配，使配缸間隙在中間公差控制在0.04 mm 左右。
為使第一道氣環和油環在缸體中的閉口隙控制在0.08 0.15 rara之間，活塞環與缸體也 采用分組裝配；也分兩組，使之上述活塞環在缸體中的閉口隙控制在中間公差0.11 0.12 mm 之間。配套間隙減小，活塞在缸體中擺動減小，使活塞環在活塞糟中平面移動減小，減小了 環與環糟的磨損，也減小了環糟中擠出的油。減小活塞環在缸體中的閉口隙，減小了竄油通 道，減小竄油。延長空壓機使用壽命。圖8 (a)和圖8 (b)的示意圖是活塞和活塞環裝入缸 體的夾具；圖9所示的是另一種活塞和活塞環組合件裝入缸體的夾具，由一定高度h，內錐 形錐度為1: 20，大頭Dl與小頭D2的圓臺組成。圖7所示的活塞環、活塞裝入缸體的工藝 流程方框圖，其裝配步驟取油環內的襯環放入活塞的油環槽中，將氣環、油環放入活塞環 夾具中，打開夾具開關，將活塞環撐開，放入活塞，關閉夾具開關，活塞復原。將活塞銷裝
入活塞中，用活塞環專用鉗將孔用彈性擋圈裝入活塞銷孔中。將活塞、活塞環組合件由活塞 環專用鉗或夾具裝入缸體中。
4為提高缸體的加工精度，缸體的加工設備選用國外較為先進的絎磨機。 通過對空壓機氣缸、活塞和活塞環零部件結構的改進，成本較低，有效降低竄油量。減
少了汽車空壓機隨氣排油量，達到了節能減排，延長了空壓機使用壽命的效果。適用于柴油
類汽車空氣壓縮機的配套。
圖1是本發明的缸體結構示意圖。
圖2是圖1的俯視示意圖。
圖3是圖1的B - B剖視旋轉示意圖。
圖4是本發明的錐面活塞環局部剖視示意圖。
圖5是本發明的活塞裙部橢圓半徑示意圖，活塞裙部長軸與活塞銷孔中心線垂直。 圖6 (a)、圖6 (b)是本發明的活塞結構示意圖。 圖7是活塞環、活塞裝入缸體的工藝流程方框圖。
圖8 (a)是活塞環專用鉗立面主視圖，圖8 (b)是圖8 (a)的左視圖。 圖9是活塞環夾具結構示意圖。
以上附圖序號及名稱1、氣缸上端部；2、氣缸壁最薄處；3、螺紋孔；4、沉孔；5、活
塞環錐面；6、裙部橢圓；7、裙部槽；8、泄油孔。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。改進后的氣缸結構如圖1所示，與原有氣 缸結構相比，改進后的氣缸上端部1壁厚增大，氣缸上端部高度為18 25 mm，壁厚為20~ 30 mm。氣缸壁最薄處2增大6 8隱，改進后的氣缸不易變形，有效減少氣缸的竄油。改進 后的氣缸的上部螺紋孔3加深16 30 mm;沉孔4加深5 25 ram;有效減小裝配后氣缸上端 面的變形。缸體材料為硼合金鑄鐵，提高缸孔的耐磨性。為提高缸體的加工精度，生產方式 采用國外進口的珩磨機，其網紋要求、缸體的粗糙度、形位公差都能達到設計要求。通過上 述改進，空壓機缸體裝配后冷熱變形非常小，只有0.005mm，缸體孔變形比傳統的缸體變化 減少4倍以上，缸體材料耐磨性能提高。
活塞環的改進如圖2所示，將活塞環錐面5的傾斜度H / B為0.012 0.017。獲得更好的 刮油效果。活塞環，其第一道環采用斜角度較小、與鼻形環相同的合金鑄鐵錐面環，表面鍍 格，刮油效果相當于鼻形環而耐磨性能大為提高。為減小環閉口處的縫隙和延長使用壽命， 第一環和油環的閉口隙控制在0.08 0.15mm，比通常設計減少一半。而第二道環仍維持較大 的閉口隙，改善第一道環的工作狀態，提高整個環組的封氣、封油能力和壽命。改進后活塞 裙部形成裙部橢圓6和活塞的裙部槽7，這樣使活塞的裙部具有一定的彈性。活塞上的泄油
5孔亦經改進，由原來的通孔改為泄油孔8，使得潤滑油更好潤滑活塞銷。經過上述結構改進 后，在保證不拉缸的情況下，活塞與缸體的配缸間隙為0.02 0.06mm;比國內現設計減少一 半以上，有效地減少了竄油量。
權利要求
1、一種減少汽車空壓機隨氣排油量的結構，該結構包括空壓機氣缸、活塞環和活塞的改進，其特征在于氣缸上端部(1)的高度為18～25mm，壁厚為20～30mm，氣缸壁最薄處(2)為6～8mm；氣缸上部的螺紋孔(3)深度16～30mm；沉孔(4)的深度5～25mm；活塞環的錐面，錐面(5)的傾斜度H/B為0.012～0.017。
2、 一種減少汽車空壓機隨氣排油量的方法，該方法包括空壓機氣缸、活塞環和活塞的改 進以及活塞環、活塞裝入缸體的工藝流程的裝配步驟；其特征是所述的活塞的裙部構成裙部 橢圓(6)且有錐度，活塞設有裙部槽(7)、泄油孔(8)，避免活塞與氣缸在整個圓周上產生 不均勻的間隙，實現均勻的小間隙；活塞裙部槽，增加裙部的彈性；活塞環在缸體中第一道 氣環和油環在缸體中的閉口隙控制在0.08 0. 15 mm;活塞與缸體的配缸間隙為0. 02 0.06,;活塞裙部橢圓半徑，橢圓的高度H=35 36.5 mm,橢圓度為0.4; H = 5國，橢圓度 為0.25;活塞裙部橢圓高度與橢圓度呈光滑連線加工成型。
3、 如權利要求2所述的減少汽車空壓機隨氣排油量的方法，其特征在于所述的活塞裙 部橢圓高度與橢圓度是按高度H35 5 mm與變橢圓在0. 25 0. 40±0. 01設定，且活塞裙部是 錐度高度為H35 mm錐度小頭(活塞裙部上端)直徑90 ram_0. 16，高度為H5 mm活塞大頭(活塞裙部下端)直徑90 mm—0.06;缸體、活塞、活塞環在加工中有一定公差，為使活塞 與缸體的配缸間隙在0.02 0.06mm之間，活塞與缸體釆用分組裝配；即分兩組， 一是活塞中 間公差以上與缸體中間公差以上裝配；二是活塞中間公差以下與缸中間公差以下裝配，使配 缸間隙在中間公差控制在0.04 ram左右；為使第一道氣環和油環在缸體中的閉口隙控制在 0.08 0.15 mm之間，活塞環與缸體也采用分組裝配；也分兩組，使之上述活塞環在缸體中的 閉口隙控制在中間公差0.11 0.12mm之間；配套間隙減小，活塞在缸體中擺動減小，使活塞 環在活塞糟中平面移動減小，減小了環與環糟的磨損，也減小了環糟中擠出的油。減小活塞 環在缸體中的閉口隙，減小了竄油通道，減小竄油；活塞和活塞環組合體裝入缸體的夾具由 一定高度h，內錐形錐度為l: 20，大頭D1與小頭D2的圓臺組成。
4、如權利要求2所述的減少汽車空壓機隨氣排油量的方法，其特征在于所述的活塞環、 活塞裝入缸體的工藝流程的裝配步驟取油環內的襯環放入活塞的油環槽中，將氣環、油環 放入活塞環裝配專機夾具中，打開夾具開關，將活塞環撐開，放入活塞，關閉夾具開關，活 塞復原；將活塞銷裝入活塞中，由活塞環專用鉗將孔用彈性擋圈裝入活塞銷孔中；將活塞、 活塞環組合件由活塞環專用鉗或夾具裝入缸體中。
全文摘要
涉及汽車空壓機零部件的減少汽車空壓機隨氣排油量的結構及方法。該結構包括空壓機氣缸、活塞環和活塞的改進，其設計要點在于氣缸上端部的高度為18～25mm，壁厚為20～30mm，氣缸壁最薄處為6～8mm；氣缸上部的螺紋孔深度16～30mm；沉孔的深度5～25mm；活塞環的錐面，錐面的傾斜度H/B為0.012～0.017。方法是在活塞的裙部構成裙部橢圓，且有錐度，活塞設有裙部槽、泄油孔，避免活塞與氣缸在整個圓周上產生不均勻的間隙；活塞裙部槽，增加裙部的彈性。通過對技術方案的改進，使成本較低，有效降低竄油量。減少了汽車空壓機隨氣排油量，達到了節能減排，延長了空壓機使用壽命的效果。適用于柴油類汽車空氣壓縮機的配套。
文檔編號F04B39/12GK101482106SQ20091009600
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者馮志明, 王善江, 王裕仁 申請人:奉化市天風汽車空壓機有限公司